场强电势习题课-sx204.ppt

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1、静止电荷的电场电势习题课1.掌握电场强度、电通量的概念正确理解场强叠加原理.2.掌握用点电荷场强公式及场强叠加原理求场强的方法.3.正确理解高斯定理.掌握用求高斯定律场强的方法.4.理解静电场的保守性.掌握电势差电势的概念,掌握电势叠加原理.5.掌握已知电荷分布求电势的方法.6.掌握电势与场强的积分关系,理解电势与场强的微分关系.教学要求1.基本概念(1)电场强度定义(2)电通量(3)电势2.基本的定律和定理(1)库仑定律(2)场强叠加原理(3)高斯定理基本概念和规律(4)静电场的环路定理(5)电场强度与电势的关系(6)电场强度等于电势的

2、负梯度3.已知电荷分布求场强的方法(1)点电荷电场的叠加(2)高斯定理求特殊对称电荷电场(3)已知电荷电场的分布,叠加求较复杂电荷电场.(4)已知电势的分布,用微分(梯度)求电场强度.4.已知电荷分布求电势的方法(1)点电荷电势的叠加(2)利用电场强度的线积分(3)已知场源电荷电势的分布,叠加求较复杂电荷的电势5.几种典型带电体的电场强度和电势(1)点电荷(2)无限长均匀带电圆柱面（或直棒）(3)无限大均匀带电平面外球对称柱对称面对称推广:均匀带电球面;球对称(ρ=ρ(r))带电球体。推广：无限长均匀带电圆柱体推广：无限长均匀带电平板(4

3、)均匀带电圆环轴线上6.电势差7.电场力的功(5)均匀带电圆盘轴线上1.若一个高斯面内电荷的代数和为零,判断下列说法是否正确:(1)穿过整个高斯面的电通量为零;(2)穿过高斯面上每个面元的电通量为零;(3)高斯面内没有电荷;(4)高斯面上各点的电场强度为零;(5)将高斯面外一个点电荷在外面移动,通过高斯面的电通量将发生变化,面上电场也将变化;(6)将高斯面外一个点电荷移入高斯面内,通过高斯面的电通量将发生变化,面上电场也将变化.对！错！课堂讨论题错错！错！对2判断下列说法是否正确：（1）电场强度大小相等的空间，电势处处相等。（2）场强大小

4、为零，电势也一定为零。（3）电势相等的曲面上，场强大小不一定相等。（4）电势为零处，场强也一定为零。（5）场强大小相等的曲面上，电势大小不一定相等。错对错错对３.讨论下列关于场强和电势的说法是否正确,举例说明(1)电势较高的地方,场强一定较大;场强较大的地方,电势一定较高.(2)场强大小相等的地方,电势一定相等;等势面上,电场强度一定相等.(3)电势不变的空间内,场强一定为零;电势为零的地方,场强不一定为零.(4)带正电的物体,电势一定为正;带负电的物体,电势一定为负;电势为零的物体一定不带电.(5)空间某点A,其周围带正电的物体愈多,则

5、该点的场强愈大,电势也高.×√×××问以上说法对不对?为什么?2.真空中两个相对的平行板,相距为d,面积为S,分别带+q和-q的电量,有人说根据库仑定律,两板间的作用力为又有人说因为f=qE,E=/0,=q/S,于是作用力为：结合下题思考：两根无限长的均匀带电直线互相平行，相距为2a，求每单位长度的带电直线受的作用力?点电荷q在电场E中所受的力为f=qE适用条件：（1）q为点电荷；（2）此两带电板间的作用力，是一板上电荷的电场对另一板上电荷的作用力。5如图所示：在场强为的匀强电场中，取一半球面，其半径为R，电场强度的方向与半球面的轴

6、平行，则通过这个球面的电通量为：１6.真空中有一均匀带正电的球面,半径为R,电荷密度为,今在球面上挖去一小块面积(连同电荷)S,试求:(1)球心O处的场强Eo(大小和方向)(2)S处球面外临近球面处的电场ES(大小和方向).ROxS解:场强叠加原理.补偿法(1)球心O处的场强x轴正方向(2)x轴正方向此时小块面积S可近似看成点电荷！此时小块面积S要近似看成无限大平面！方法：补偿法+建模3.在静电学中，有下面几种常见的场强公式(1)第①式和第②式中的q,意义是否相同?答：(1)第①式和第②式中的电荷q的意义不同。第①式中q是

7、置于静电场中并受到电场力F的点电荷;第②式中电荷q是产生场E的场源电荷。(2)它们适用的范围怎样?答：①式普遍适用，它是电场的定义式；②式只适用于点电荷；③式当A、B两点间距为l时适用于均匀场。4.电势零点的选择是完全任意的吗?对无限长带电线或无限大带电面的电场,可否选在无限远?点电荷的电场,可否选在电荷上?说明理由并讨论:如图一个面电荷密度为的无限大平面,旁边距离为a的位置有一个点电荷q,点电荷到平面的垂线中点p的电势Up,有人用叠加原理计算为:是否正确?为什么?aqp只有，则满足的条件，积分才是收敛的，场中各点电位才是有限值。具有

8、任意性，但必须使电场中各点的电势都具有确定的值。而无限大均匀带电平面相当于n=0；无限长均匀带电直线随r增加而减小，n=1;都不满足n>1的条件，场强对于无限远处的积分都是发散的。因此对这类n